Полная версия

Главная arrow Экология arrow Науки о Земле

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Глобальная и региональная геоэнергетика

П. Н. Кропоткин и Б. Г. Полак проанализировали энергетический баланс Земли (табл. 12). Согласно их данным приходная часть современного планетарного энергетического баланса составляет (2,5-4,0)-1018 кДж/год. Исследователи делают вывод о существенном избытке поступления энергии, по-видимому, порядка (1,5-3,0)-10 кДж/год. Либо в Земле происходит накопление тепловой энергии, либо в данном расчете учтены не все существенные формы ее расхода. Возможно, в расчете преувеличена роль радиоактивного распада. Следует также учитывать невысокую точность оценок всех компонентов баланса, в результате чего полученный итог может оказаться недостоверной величиной. Например, при расчете энергии, высвобождающейся при землетрясениях из сейсмических очагов, возможная ошибка достигает, вероятно, 2-3 порядков. При определении доли лучистой энергии Солнца, участвующей в геологических процессах, ошибка в 0,1 % (точность актинометрических наблюдений) дает величину, сопоставимую с кон-дуктивными теплопотерями Земли.

Величина теплового потока является произведением коэффициента теплопроводности на вертикальный градиент температуры. Оба эти параметра определяются с невысокой точностью. В каждой точке поверхности Земли на глубинах ниже уровня влияния суточных и годичных изменений температуры тепловой поток, по-видимому, не зависит от глубины недр и суточного времени наблюдения, но уменьшается с течением геологического времени. Тепловые потоки на материках и в океанах приблизительно одинаковы, хотя количество радиоактивных элементов и, ТЬ и К в континентальной и океанической коре различно. Радиоактивные элементы, определяющие тепловой поток, в породах материковой коры (гранит, базальт, габбро) содержатся в более высокой концентрации, чем в породах океанической коры (эклогит, перидотит, дунит). В разном распределении теплового потока в континентальной и океанической корах, возможно, играют роль дополнительные источники теплового потока, например, в океанической коре - субдукция, энергия вращения Земли и геосфер, экси-тонная теплопроводность и т. д.

Идея глубинного (из мантии) происхождения теплового потока согласуется с устанавливаемой связью его с тектоническими структурами. При потоке 6,28 мкДж/см-с и теплопроводности среды 0,025 Дж/см-с-°С геотермический градиент должен быть равным 25 °С/км, что отличается от реально наблюдаемой величины (на материке около 30 °С/км). Средние значения потерь тепла с поверхности Земли составляют 6,1965-10 Дж/см -с, в том числе тепловой поток на суше -5,903 мкДж/см“-с, на территории океанов и морей - 6,322 мкДж/см -с. Другие российские авторы дают более близкие цифры.

Энергетические эффекты геологических процессов (Кропоткин П. Н., Полак Б. Г.)

Геологические процессы

Общий

энергетический эффект за все время

существования Земли, кДж

Современная

среднепланетарная

мощность

кДж/год

нт4

Дж/см“-с

Первичные источники энергии

25-Ю28

(2,5-4,0)Т018

8,8-18,8

Радиоактивный распад

(0,6-2,8)Т028

(1,4—3,0)-1018

8,8-18,8

Поглощение нейтронного потока

0,18-1028

0,4* 1018

2,5

Приливное трение в твердой Земле

0,36-1028

0,16-Ю18

1,00

Изменение потенциальной гравитационной энергии, аккреция

(17—30)* 1028

0

0

То же, гравитационная дифференциация

(1,5-5,6)-1028

0,6- ю18

3,8

Тектонические процессы

0,1-Ю18

Сейсмическая энергия

Нет данных

(0,1-1,0)-1016

0,38

Складчатость

То же

0,33-Ю17

0,21

Надвиги

То же

0,57* 1017

0,38

Дрейф материков

То же

0,01-Ю17

0,08

Формирование разрывов

То же

?

?

Нарушение и восстановление изостатического равновесия

То же

0

0

Геохимические процессы

Фазовые переходы

То же

  • 9
  • 9

Гипергенез

То же

0,14-Ю14

0,033

Метаморфизм

То же

0,22* 1017

0,125

Планетарные геофизические процессы

Сжатие-расширение Земли

То же

пТО21

6280

Колебания кинетической энергии вращения

То же

5* 1018

314

Генерация джоулева тепла в магнитном поле

То же

0,06-1017

0,042

Перераспределение тепла подземными водами

То же

0,3*1017

0,67

Геологические процессы

Общий

энергет и чески й эффект за все время

существования Земли, кДж

Современная

среднепланетарная

мощность

кДж/год

10Л

Дж/см“-с

Конечные стадии трансформации энергии

Отток внутреннего тепла в мировое пространство

То же

п-1018

Излучение тепла на стадии аккреции

(17—30)* 1018

0

0

Кондуктивный тепловой поток

0,35-1028

0,8-1018

4,94

Конвективный вынос тепла, гидротермальный процесс

1,3-1 о31

0,03-1017

0,017

То же, вулканический процесс

6,0-1 о31

0,13-1017

0,084

Современный резерв внутриземной энергии

15-1028

Нет

данных

Нет

данных

Упругая энергия сжатой

Земли

(2-9)-1028

Скрытая энергия физикохимических переходов

1,6-1028

Энергия магнитного поля Земли

1,0-1018

Теплосодержание Земли

3,2-1028

По данным западноевропейских и американских исследователей, тепловой поток на суше составляет 5,987^6,238 мкДж/см'-с, на акватории океанов и морей - 6,699-6,908 мкДж/см~-с. В вулканических областях значения теплового потока местами могут быть на 1-2 порядка выше, но по большей части выделяемая вулканами тепловая энергия значительно меньше энергии теплового потока.

Большой интерес представляет идея об аккумуляции солнечной энергии алюминием при переходе из четверной координации (в минералах изверженных и метаморфических пород) в шестерную (в минералах осадочных пород). При погребении этих отложений на большую глубину происходит высвобождение энергии. Этот процесс может быть источником «эндогенных» процессов. Такая точка зрения нашла как сторонников, так и противников. Ряд ученых отмечает, что в результате воздействия солнечной энергии происходит процесс выветривания, приводящий к диспергации пород и глинообразованию, что увеличивает запас активной энергии в продуктах выветривания.

При погружении на большие глубины поглощенная в биосфере энергия выделяется и, таким образом, глинистые минералы выступают в роли своеобразных горючих ископаемых, отдающих энергию при высоких температурах.

В энергетическом балансе Земли кондуктивные потери его тепла по крайней мере в 20 раз превышают расход энергии в результате магматических, метаморфических и тектонических процессов и в 10 раз превышают вынос тепла подземными водами.

В табл. 13 показаны примеры подсчитанной энергии некоторых разрушительных землетрясений.

Таблица 13

Оценка энергии некоторых землетрясений (Введенская, 1973)

Район землетрясения

Год

Энергия, кДж

Сан-Франциско

1906

1013

Танго

1927

ЙР

Севернее Идзу

1930

ЙР

Империал-Вали

1940

1012

Ашхабад

1948

1012

Невада, Фарвыо-Пик

1954

ПР

Монголия (Гоби-Алтайское землетрясение)

1957

10|3-1014

Скопье

1963

10ш-10и

Аляска

1964

ЙР

Контрольные вопросы и задания
  • 1. Дайте определение ландшафта.
  • 2. Что изучает ландшафтоведение?
  • 3. Чем отличаются ландшафты географические от антропогенных?
  • 4. Приведите синоним ландшафта.
  • 5. Дайте классификацию ландшафтов.
  • 6. На чем основана классификация ландшафтов?
  • 7. Перечислите основные единицы ландшафтов.
  • 8. От каких компонентов в первую очередь зависит изменение ландшафта?
  • 9. Дайте определение биологической продуктивности ландшафта.
  • 10. Чему равна «чистая продукция» биомассы? Напишите формулу.
  • 11. Какова роль ландшафтов в жизни человека?
  • 12. Раскройте понятие «природные ресурсы».
  • 13. Расскажите о существующих классификациях природных ресурсов.
  • 14. Проанализируйте глобальную и региональную геоэнергетику.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>